正午太阳高度的变化、四季和五带

正午太阳高度的变化、四季和五带考纲要求考纲解读实践应用地球运动的地理意义(1)正午太阳高度的变化规律及应用(2)四季形成和五带划分(1)利用太阳高度判识方向和时间(2)通过计算太阳高度来确定楼高、楼距、安装太阳能热水器等1.读“40°N“二分二至日”太阳视运动轨迹图”，回答问题。(1)图示不同日期的太阳视运动，其共同特点是①太阳__，原因是。②太阳高度不断变化，是一天中最大值。(2)尝试判断：A代表，B代表春分、秋分日，C代表__。判断理由：①日出、日落时间和方位；②。东升西落地球自西向东自转正午太阳高度冬至日夏至日正午太阳高度大小2.读“正午太阳高度变化示意图”，回答问题。(1)由图可知，同一时刻，正午太阳高度由向南北两侧递减。(2)冬至日，太阳直射，及其以地区正午太阳高度达一年中最值，北半球各纬度地区正午太阳高度达一年中最值。太阳直射点南回归线南回归线南大小(3)春秋分日，太阳直射，正午太阳高度为，两极点正午太阳高度为。(4)夏至日，太阳直射，北极圈内出现现象，北极点的正午太阳高度为，此时南极圈的正午太阳高度为。(5)南北回归线之间，每年有次太阳直射。赤道90°0°北回归线极昼23°26′0°两(1)一天中，时影长最长，时影长最短。(2)日出到正午期间，影长；正午到日落期间，影长。3.读“北半球某地旗杆影长在一天中的变化图”，回答问题。(3)根据日出、日落时的影长判断，该日应是北半球的半年，因为此日日出，日落。日出、日落正午逐渐变短逐渐变长夏东北西北(4)若图中θ为60°，你是否推算出该日的昼长。提示：可以用影长移到的角度来计算昼长：360°－2×60°15°＝16(小时)[教师授课备用图]1．正午太阳高度随时间的年变化示意图点虚线(……)表示北极点，长虚线(┈)的纬度范围是赤道到北回归线之间，实线(—)的纬度范围是赤道到南回归线之间。(1)点虚线(……)：北极点上春分至秋分正午太阳高度大于0°，出现极昼，其中夏至正午太阳高度达到一年中最大，并且极昼范围扩大到整个北极圈以内。秋分至春分正午太阳高度小于0°，出现极夜，其中冬至极夜范围扩大到整个北极圈以内，南极相反。(2)长虚线、实线：回归线与赤道之间由于有两次直射现象，因此正午太阳高度最大值有两次可以达到90°，并且最小值不低于43°08′。2．不同纬度的太阳视运动轨迹图(1)北极点(图甲)和南极点(图乙)上太阳视运动轨迹图由于地球自西向东自转，则太阳东升西落。因南北半球地球自转方向相反，北“逆”南“顺”，则太阳视运动也相反，北“顺”南“逆”。①春秋分日，南北极点太阳高度为0°，太阳终日在地平线上，北极点看逆时针、南极点看顺时针运动。②北极点夏至日、南极点冬至日，太阳整日不落，地平高度均为23°26′，视运动方向北“顺”、南“逆”。(2)北极圈(图甲)和南极圈(图乙)上太阳视运动轨迹图南北半球太阳视运动方向相反，北“顺”南“逆”。①春秋分日，南北极圈上正午太阳高度为23°26′，太阳正东升起，正西落下。②夏至日，北极圈上正午太阳高度为46°52′，太阳正北升起，正北落下；而南极圈上正午太阳高度为0°，极夜。③冬至日，北极圈上正午太阳高度为0°，极夜；而南极圈上正午太阳高度为46°52′，太阳正南升起，正南落下。(3)北回归线(图甲)和南回归线(图乙)上的太阳视运动轨迹图南北半球太阳视运动方向相反。①春秋分日，南北回归线正午太阳高度为66°34′，太阳正东升起，正西落下。②夏至日，北回归线正午太阳高度为90°，南回归线正午太阳高度为43°08′，南北回归线上太阳均从东北升起，西北落下。③冬至日，北回归线正午太阳高度为43°08′，南回归线正午太阳高度为90°，南北回归线上太阳均从东南升起，西南落下。(4)赤道上的太阳视运动轨迹图①春秋分日时，太阳从正东升起，从正西落下，正午太阳高度H1＝90°；②夏至日时，太阳从东北升起，从西北落下，正午太阳高度H2＝66°34′；③冬至日时，太阳从东南升起，从西南落下，正午太阳高度H3＝66°34′。考点一正午太阳高度的变化规律1．正午太阳高度的空间变化规律(全球正午太阳高度的纬度变化规律)从太阳直射点所在纬线分别向南、北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。2．正午太阳高度的季节变化规律北回归线及其以北地区一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后)南回归线及其以南地区一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后)南、北回归线之间(赤道除外)一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后)赤道地区一年有两次最大值(春分、秋分)，两次最小值(夏至、冬至)3.正午太阳高度的年变化规律(1)南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。(2)南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。(3)南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。[温馨提示]正午太阳高度的几点特殊规律(1)同一纬线上正午太阳高度相等。(2)同一日期，距直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上正午太阳高度相等。(3)距离太阳直射点所在纬线越近的地点，正午太阳高度越大。[典例]图1中N为北极点，A、M、B位于地球表面，NP为经线，NM的球面最短距离为2553km。若在M地垂直立竿，则图2中MM′所示日照竿影朝向正确的是()A．甲B．乙C．丙D．丁图1图2[审答规范培养]1.从文字材料中获取信息由材料中N为北极点可知M在北半球；由NM的球面最短距离为2553km可求M地纬度为。2.从图表中获取信息[答案]D67°N正南[冲关演练]考法1正午太阳高度变化规律1．(2016·上海高考)北京(40°N)某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据(见下表)。三次测量中，其中一次测量的当天，正值()第一次第二次第三次60°50°40°A．春分日B．夏至日C．秋分日D．冬至日解析：第一次测量时，太阳直射北半球，第二次测量时太阳直射赤道，第三次测量时太阳直射点在南半球，说明第二次测量时是当地的秋分日。答案：C2．(2017·大连联考)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。四地自北向南排列，依次是()A．甲、乙、丙、丁B．甲、丙、丁、乙C．丁、乙、丙、甲D．甲、丙、乙、丁解析：图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小(低于10°)，得出甲地在23°26′N以北，66°34′N以南；同理推出丁地在23°26′S以南。所以四地自北向南依次为：甲、丙、乙、丁。答案：D考法2正午太阳高度分布规律的应用3．(2013·福建高考)福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理，据此回答(1)～(2)题。(1)遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时()A．全球昼夜平分B．北半球为夏季C．太阳直射20°SD．南极圈以南地区极昼(2)济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是()①安装高度不变，加长遮阳板②安装高度不变，缩短遮阳板③遮阳板长度不变，降低安装高度④遮阳板长度不变，升高安装高度A．①③B．①④C．②③D．②④解析：第(1)题，遮阳板收起时室内正午太阳光照面积最大，说明当地正午太阳高度最小，而福建位于北回归线以北地区，对应的时间应该是北半球冬至日，此时太阳直射在南回归线上，南极圈以南地区出现极昼。第(2)题，济南的位置较福建更偏北，正午太阳高度更小，若要起到遮阳及加强采光的效果，只有加长遮阳板(高度不变)或降低安装高度(遮阳板长度不变)。答案：(1)D(2)A考法3太阳直射点的判定4．读图，图中阴影表示夜半球，且C点所在的经度为0°，完成(1)～(2)题。(1)此刻太阳直射点的坐标为()A．(0°，0°)B．(90°E,0°)C．(90°E,23°26′N)D．(90°W,23°26′N)(2)此后三个月内()A．地球的公转速度先变慢后变快B．深圳正午太阳高度先减小后增大C．开普敦逐渐进入炎热干燥季节D．悉尼的昼夜长短相差越来越大解析：第(1)题，由图可知，北极圈及其以内出现极昼现象，太阳直射点位于北回归线。C点位于晨线与赤道的交点所在的0°经线，地方时为6时，计算可知，地方时为12时的太阳直射点所在经线为90°E。第(2)题，北极圈及其以内出现极昼现象为6月22日，此后三个月内，即6月22日至9月23日期间，地球公转速度先变慢后变快；深圳位于赤道与北回归线之间，正午太阳高度先增大后减小；开普敦属于南半球地中海气候，此时温和多雨；悉尼6月22日昼最短夜最长，9月23日昼夜等长，这段时间内悉尼昼渐长夜渐短，昼夜长短差值减小。答案：(1)C(2)A考点二正午太阳高度的计算与应用1．正午太阳高度的计算公式：H＝90°－两点纬度差说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示：当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C点(23°26′S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。2．正午太阳高度规律在生产、生活中的应用(1)确定地方时当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。(2)确定房屋的朝向确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。(3)确定当地的地理纬度当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。(4)判断日影长短及方向太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最短；南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)。(5)确定楼间距、楼高为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L为：L＝hcotH。如下图：(6)计算太阳能热水器的安装角度为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与集热板成直角。集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。如下图：(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度一般情况下，由于阳坡正午太阳高度大，得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少；因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。[典例](2015·重庆高考·节选)马尔代夫是以旅游业为支柱产业的著名岛国。2014年12月4日，马累海水淡化厂设备损毁导致该岛淡水供应中断。应马尔代夫政府请求，中国政府及时向其提供了饮用水等物资和资金援助。右图是马尔代夫部分区域示意图。读图，回答下题。中国一架满载饮用水的飞机紧急从广州飞往马累，若北京时间12：00